Prova di creep su provini cilindrici in cls prefabbricato

La prova è iniziata il il 27-09-07 collegando i canali dei provini del telaio, insieme a quelli dei cilindri della prova di ritiro descritti in precedenza, alla 2100.

Prima di iniziare la prova è stata fatta una lettura con la P3500, si è fissato il voltaggio , il bilanciamento del ponte e il gain di ciascun nuovo canale. Si è provveduto ad inserire le co- stanti dei vari strumenti utilizzati e della nuova cella di carico nel programma d’acquisizione (tabella 10-3).

Data Ora Sist. Acquisizione Cella 1 P2 P3

P 3500 438 -520 -65 Gain 2100 0.54 1.20 1.20

Bal 2100 6.38 5.24

27/09/2007 18.30

K 25500 2.09 2.09 Tabella 10-3: provini cilindrici utilizzati il 27-09-07 per le prove di creep

Per definire il carico da applicare ai provini si è proceduto, visualizzando la deformazio- ne ultima del calcestruzzo (εu) nella trave a fine carico di prima fase (127 KN), si è moltipli-

la tensione nel calcestruzzo (σ) . Per ultimo si è moltiplicata la tensione per l’area del provino (A) ottenendo il valore del carico da applicare (P).

εu= 450 με

Ε= 33000 ΜPa/mm2

σ = εu· E = 14,8 MPa

A = 176 cm

P = A· σ = 22970 Κg ≈ 23000 Kg

Successivamente, in seguito ad una seconda fase di carico applicato alla trave (177 KN), il giorno 30-10-07 si è incrementato il carico agente sui pistoni di una quantità pari a 3000 Kg, calcolato con la procedura precedentemente descritta.

La prova di valutazione del creep è attualmente in atto, ed in base ai dati ottenuti dalla ri- levazione strumentale sono stati prodotti una serie di grafici che descrivono nel tempo, in funzione del carico, e della tensione sul provino l’andamento della deformazione viscosa.

Si riportano di seguito i grafici ottenuti dalle elaborazioni dei dati raccolti:

Dal grafico 10.6 è rappresentato l’andamento della deformazione viscosa nel tempo che è espresso in scala logaritmica. E’ evidente come la fase di carico sia durata circa 3 minuti, mentre il carico sia stato mantenuto costante per circa 33 giorni, per poi esere incrementato in pochi minuti e di nuovo mantenuto costante fino alla fine della prova.

Sul grafico è disegnata una linea nera che rappresenta l’andamento ideale che avrebbe dovuto avere la curva P3. Tali discontinuità sono conseguenza di un cattiva stagnatura dei terminali dell’estensimetro con i cavi che vengono collegati alla 2100 è stata opportunamente rifatta. In generale le due curve presentano un andamento simile con deformazione ultima pa- ri 1200 με per P2 e 1120 per P3. L’incremento verticale in corrispondenza del 33 esimo gior- no di prova, è una deformazione istantanea subita dal cls, è dovuto ad un aumento del carico applicato P poiché il 30-10-07 è stato eseguita una seconda fase di carico sulla trave e quindi anche sui provini cilindrici si è incrementato il carico della quantità corrispondente.

Nel grafico 10.7 si vede l’andamento della deformazione viscosa in funzione del carico e perciò si vedono chiaramente i due incrementi di carico applicati ai cilindri: uno all’inizio della prova che ha raggiunto i 23000 Kg ed il secondo di altri 3000 Kg, per un totale di 26000 Kg applicato il 30-10-07 alle ore 15.20.

Nel grafico 10.8 è graficato l’andamento delle deformazioni viscose in funzione della tensione nel cilindro

10. Prove per la valutazione del ritiro e del creep dei calcestruzzi -1200 -1100 -1000 -900 -800 -700 -600 -500 -400 -300 -200 -100 0 0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10 100 Tempo [gg] Viscosità [ με ] P2 P3

Grafico 10.6: andamento nel tempo della deformazione viscosa

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 -1300 -1200 -1100 -1000 -900 -800 -700 -600 -500 -400 -300 -200 -100 0 Viscosità [με] Ca ri c o [K N] P2 P3

Grafico 10.7: andamento della deformazione viscosa in funzione del carico Linea di tendenza

0 2 4 6 8 10 12 14 16 -1300 -1200 -1100 -1000 -900 -800 -700 -600 -500 -400 -300 -200 -100 0 Viscosità [με] Tens io ne [ N /m m 2 ] P2 P3

10. Prove per la valutazione del ritiro e del creep dei calcestruzzi

10.3.3

Prova di creep su provini cilindrici di cls di completamento

La prova è iniziata il il 30-10-07 alle ore 15.20 collegando i canali dei provini Ps23 e Ps24 del telaio, insieme a quelli dei cilindri della prova di ritiro e creep descritti in preceden- za, alla 2100.

Prima di iniziare la prova è stata fatta una lettura con la P3500, si è fissato il voltaggio , il bilanciamento del ponte e il gain di ciascun nuovo canale. Si è provveduto ad inserire le costanti dei vari strumenti utilizzati e della nuova cella di carico nel programma d’acquisizione (tabella 10-5). Questo stesso giorno è stato staccato dal sistema d’acquisizione il cilindro P4, per mancanza di canali di lettura.

Data Ora Sist. Acquisizione Cella 2 Ps23 Ps24

P 3500 -125 -523 -436 Gain 2100 0.54 1.20 1.20 Bal 2100 6.41 6.19

30/10/2007 15.20

K 25200 2.09 2.09 Tabella 10-4: provini cilindrici utilizzati il 30-10-07 per le prove di creep

Si riportano di seguito i grafici ottenuti dalle elaborazioni dei dati strumentali raccolti. Dal grafico 10.9 è rappresentato l’andamento della deformazione viscosa nel tempo che è espresso in scala logaritmica. E’ evidente la fase di carico sia durata circa 3 minuti, mentre il carico sia stato mantenuto costante per circa 16 giorni.

In generale le due curve presentano un andamento simile con deformazione ultima pari 530 με per Ps24 e 490 per Ps23.

Nel grafico 10.10 si vede l’andamento della deformazione viscosa in funzione del carico e perciò si vede chiaramente che il carico applicato è pari a 5600 Kg ed è mantenuto costante fino alla fine producendo una deformazione viscosa media di circa 380 με.

Nel grafico 10.11 è graficato l’andamento delle deformazioni viscose in funzione della tensione nel cilindro.

-550 -500 -450 -400 -350 -300 -250 -200 -150 -100 -50 0 0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10 100 Tempo [gg] V iscosità [ με ] Ps23 Ps24

Grafico 10.9: andamento della deformazione viscosa in funzione del carico

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 6.5 -550 -500 -450 -400 -350 -300 -250 -200 -150 -100 -50 0 Viscosità [με] Car ico[ KN ] Ps23 Ps24

10. Prove per la valutazione del ritiro e del creep dei calcestruzzi 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 -550 -500 -450 -400 -350 -300 -250 -200 -150 -100 -50 0 Viscosità [με] T e nsio ne [ N /m m 2 ] Ps23 Ps24

11. Prova di rottura trave APE

185

11 Prova di rottura della trave APE

11.1 Generalità

Nel seguente capitolo sarà descritta l’intera prova di rottura effettuate sulla trave APE te- nendo come filo conduttore il tempo di esecuzione di ogni operazione effettuata.

Lo scopo di tale prova è stato quello di determinare l’evoluzione dello stato deformativo della trave indotto da una serie di fasi di carico che si sono succedute in un tempo reale di 51 giorni.

Sono stati applicati incrementi di carico successivi mantenuti costanti per un determinato periodo di tempo, in modo da consentire l’osservazione delle deformazioni viscose indotte nel calcestruzzo dal carico costante applicato ed infine è stato incrementato il carico fino alla rot- tura della trave potendo così analizzarne il comportamento a rottura.

Nella presente tesi viene analizzata tutta la prova di rottura (in questo capitolo), mentre nei capitoli 9 e 10 sono state fatte osservazioni sui materiali costituenti la trave.

La trave dopo essere stata gettata, scasserata è stata portata in laboratorio e posizionata su più traverse di legno (figura 11.1), dopo di che sono iniziati i preparativi per lo svolgimento della prova di rottura.

186 La prima operazione è stata quella di tracciare la trave, ossia segnare su di essa i punti di applicazione degli strumenti necessari per l’acquisizione dei dati della prova. Nella fase suc- cessiva sono stati incollati sulla trave, nelle posizioni prestabilite, gli estensimetri e gli LVDT sulla superficie superiore del getto prefabbricato e gli estensimetri sulla armatura libera non ancora immersa nel getto di completamento. Fatto ciò la trave è stata sollevata e posata sul si- stema di appoggi, adeguatamente ancorato al pavimento, sede della prova ed è stato possibile posizionare gli LVDT nella parte inferiore della trave per la misurazione degli spostamenti verticali. Finita l’operazione di incollaggio degli strumenti si sono collegati tutti gli strumenti al sistema d’acquisizione e dopo aver configurato il software si è dato inizio alla prova.

Lo schema statico utilizzato durante la prova (figura 11.2) è mostrato nella figura sotto- stante; il carico viene fornito per mezzo di due pistoni azionati da una pompa idraulica e di- sposti simmetricamente rispetto alla mezzeria della trave, in modo tale che tra essi si abbia un momento costante. In sostanza lo schema statico creato è quello di una trave inflessa a quattro punti.

11. Prova di rottura trave APE

187

11.2 Tracciatura della trave

Col termine tracciare si vuole indicare quella procedura attraverso la quale si definisce con cura l’esatta posizione che dovranno avere gli strumenti e i carichi sulla trave; tale posi- zionamento dipende da che cosa si vuole andare a valutare mediante la prova. Servendosi di una riga, una squadra e un pennarello si individuano gli allineamenti ed i punti di misura (fi- gura 11.2).

Per le prove in esame la tracciatura è stata eseguita facendo riferimento a quanto illustrato nella figura 11.2 e descritto numericamente nelle tabelle 11-1 e 11-2.

Si sono individuate tre sezioni di studio (figura 11.3), due a sinistra del pistone sinistro (figura 11.4 e 11.5) e una in mezzeria della trave (figura 11.6) a ridosso della quale ed in ma- niera simmetrica sono stati disposti gli strumenti in modo da poter ottenere valori medi delle letture e avere una doppia dimostrazione del comportamento così da poter escludere errori di valutazione legati alla mal funzionamento di un qualsiasi strumento. In corrispondenza di tali sezioni sono già stati predisposti degli estensimetri sulle barre di armature che attualmente non sono più visibili, poiché sono immersi nel getto.

188

11. Prova di rottura trave APE

189

Figura 11.4: sezione 1, strumenti

190

Figura 11.6: sezione 3, strumenti

L’esigenza di conoscere la collocazione esatta di tutti gli strumenti è necessaria per dare una migliore interpretazione dei dati strumentali e perchè si vuole determinare il comporta- mento sezionale della trave nella modo più preciso possibile.

Si riportano di seguito le tabelle 11-1 e 11-2, rispettivamente relative agli LVDT e agli e- stensimetri, contenente la posizione esatta, il giorno di applicazione e la caratteristica geome- trica di ogni strumento applicato alla trave.

Strumento WA20-5 WA20-6 WA20-7 WA20-9 WA20-7 2°fase

WA20-9 2° fase

Distanza dal lato sini-

stro della trave (cm) 427 480 427 480 427 480

Giorno di in-

collaggio 26-set 26-set 26-set 26-set 09-ott 09-ott L (cm) 26 26 26 26 28 28

Tabella 11-1:LVDT applicati alla trave

Strumento E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9

Distanza dal lato sinistro della trave

(cm) 50 224 442 493 50 204 208 212 230

Giorno di in-

collaggio 26-lug 26-lug 26-lug 26-lug 26-lug 26-lug 26-lug 26-lug 26-lug KG 2.10 2.10 2.10 2.10 2.10 2.10 2.14 2.10 2.10

11. Prova di rottura trave APE

191

Strumento E10 E11 E12 E13 E14 E15 E16 E17 E18

Distanza dal lato sinistro della trave

(cm)

60 50 220 220 430 430 485 485 206 Giorno di in-

collaggio 20-set 20-set 20-set 20-set 20-set 20-set 20-set 20-set 20-set KG 2.10 2.10 2.10 2.10 2.13 2.10 2.13 2.13 2.13

Strumento E19 E20 E21 E22 E23 E24 E25 E26 E27

Distanza dal lato sinistro della trave

(cm)

208 210 230 430 485 220 430 485 220 Giorno di in-

collaggio 20-set 20-set 20-set 20-set 20-set 20-set 09-ott 09-ott 09-ott KG 2.13 2.13 2.13 2.09 2.09 2.09 2.09 2.09 2.09

192

11.3 Preparazione della prova

11.3.1

Strumenti utilizzati nella prova

Per valutare lo stato deformativo a compressione e a trazione delle armature sono state di- sposti complessivamente 21 estensimetri. I primi nove estensimetri sono stati applicati il 26 Luglio 2007 presso la sede produttiva dell’APE e sono stati fin da prima dell’inizio della prova immersi nel cls prefabbricato (figura 11.7÷12). Tutti gli strumenti sono stati posizionati secondo la tracciatura prevista e adeguatamente protetti come descritto nel capitolo 6 della strumentazione. Tali estensimetri sono stati provati con lettura manuale mediante la P3500, senza annotarne la lettura, per verificarne la funzionalità, come mostrato in figura 11.13.

Sono invece state annotate le letture fatte dopo il getto prefabbricato e all’arrivo della tra- ve in laboratorio per verificare che gli strumenti non avessero subito danni durante la fase di presa del calcestruzzo e durante il trasporto. Si riportano in seguito le letture effettuate su tali strumenti in ordine cronologico (tabelle 11-3).

Tutti gli estensimetri sono poi stati collegati al sistema di acquisizione regolato utilizzan- do i valori riportati in tabella 11-6, grazie al quale è stato monitorate la fase di sollevamento della trave dai traversi agli appoggi del sistema sede della prova di rottura.

Strumento Data E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9

P3500 -870 -255 185 750 -534 -1133 365 -1102 -1204 Descrizione

07/09/2007

Lettura eseguita alle ore 11.00 prima del getto.

P3500 -960 -238 181 753 -566 -1129 367 -1091 -1207 Descrizione

07/09/2007

Lettura eseguita alle ore 12.15 dopo il getto.

P3500 -960 -400 -49 587 -604 -1126 390 -1124 -1163 Descrizione

19/09/2007

Lettura eseguita alle ore 8.50 in laboratorio

P3500 -966 -460 180 428 -652 -1121 377 -1132 -1303 Descrizione

19/09/2007

Lettura eseguita alle ore 11.30 con connettori.

11. Prova di rottura trave APE

193

Figura 11.7: estensimetro 1 corrente inferiore longitudinale, sezione 1

194

Figura 11.9: estensimetro 3 corrente inferiore longitudinale, sezione 3

11. Prova di rottura trave APE

195

Figura 11.11: estensimetro 5 staffa verticale, sezione 1

196

Figura 11.13: lettura manuale con la P3500

Una volta che la trave è giunta in laboratorio è stato possibile applicare anche tutti gli altri strumenti che per precauzione non sono stati applicati prima.

Sono stati quindi applicati altri 13 estensimetri posizionati sulle armature libere (fig. 11.14) e tre sul calcestruzzo prefabbricato (fig. 11.15) secondo lo schema riportato in figura 11.1 e come indicato nelle tabelle 10-2; anche in questo caso sono state rispettate tutte le pre- scrizioni sulla modalità di collegamento descritte nel capitolo 6.

Anche di questi altri strumenti si è fatta una lettura manuale con la P3500 (figura 11.16) i cui valori letti sono stati riportati nella tabella 10-4 per gli estensimetri sull’acciaio e tabella 10.5 per quelli sul calcestruzzo.

Strumento Data Ora E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7

P3500 24/09/2007 12.00 -870 -255 185 750 -534 -1133 -1204 Strumento Data Ora E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14

P3500 24/09/2007 12.00 -870 -255 -482 295 210 -433 -1153 Strumento Data Ora E15 E16 E17 E18 E19 E20 E21

P3500 24/09/2007 12.00 -283 265 -135 310 667 1650 445 Tabella 11-4: letture manuali con la P3500 degli estensimetri sull’acciaio

11. Prova di rottura trave APE

197

Strumento Data Ora E22 E23 E24

P3500 24/09/2007 12.00 -249 -467 -112 Tabella 11-5: letture manuali con la P3500 degli estensimetri sul cls prefabbricato

Figura 11.14: estensimetri sul traliccio

198

Figura 11.16: lettura manuale con la P3500

Tutti gli strumenti sono poi stati collegati al sistema d’acquisizione SCXI che è stato op- portunamente regolato utilizzando i dati riportati in tabella 10-6 per gli estensimetri sull’acciaio e tabella 11-7 per quelli sul cls prefabbricato.

Strumento Data Ora E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 G F 2221 2163 1997 1839 2150 2292 2022

SCXI 25/09/2007 15.30

1521 0 1 18 3 4 5 6 Strumento Data Ora E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14

G F 2255 2323 2090 1954 1958 2105 2231

SCXI 25/09/2007 15.30

1521 7 8 9 10 11 12 13 Strumento Data Ora E15 E16 E17 E18 E19 E20 E21

G 62 62 62 62 F 2107 1945 2062 2304 2524 2500 2376

SCXI 25/09/2007 15.30

1521 14 15 16 4 5 6 7 Tabella 11-6: letture eseguite con SCXI prima della fase di sollevamento, in giallo scheda 1520

Nel documento Comportamento differito di travi inflesse in C.C.A. (pagine 179-200)